JP2008542468A - 層状組成物ならびにその調製方法及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、層状組成物、前記組成物を調製する方法、及び前記組成物を使用する炭化水素転化法に関する。前記組成物は、コージエライトのような内部コアと、外部耐火性無機酸化物及び繊維成分を含む外層とを含む。外層は、その上に分散された触媒成分を任意に含むことができる。
多くの商業的方法は、触媒を使用して行われる。これは、様々な炭化水素転化法に特に当てはまる。これらの触媒は、比較的表面積が大きい担体上に堆積された1種以上の触媒元素を含む。更に、触媒元素又は触媒成分は、担体全体に均一に分散することができるか、又は担体の表面に分散することができるか、又は表面下に帯として存在できる。
本発明の一つの実施態様は、内部コアと、耐火性無機酸化物及び繊維成分を含む外層とを含む層状組成物である。
これら及び他の目的及び実施態様は、発明の詳細な説明により更に明らかになるだろう。
本発明の層状組成物の一つの要素は、内部コアである。内部コアのために使用できる材料の一つの特性は、所望の形状へと成形され得る性能である。使用できる材料としては、例えば、金属、耐火性無機酸化物及び炭化ケイ素が挙げられるが、それらに限定されない。好ましくは耐火性無機酸化物であり、例えば、アルミナ、コージエライト、ムライト、モンモリロナイト、シリカ、ジルコニア、チタニア及びそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。アルミナとしては、ガンマ、シータ、デルタ及びアルファアルミナが挙げられる。好ましい無機酸化物は、コージエライトである。内部コアが耐火性無機酸化物であるとき、外層の耐火性無機酸化物とは異なっている必要がある。
IB=(微粉の重量/層状組成物の重量)×100%
から定量した。
層状担体上へのこれらの様々な成分を分散させる方法は、上記の方法である。その内容が本明細書中に完全に援用される米国特許第6,280,608B1号に記載されているように、ハロゲン成分も層状触媒成分上に存在することができる。
1)合成用原料ガス(CO+H2)を生成させるための例えばナフサ又はメタンのような炭化水素流の部分酸化;
2)吸熱脱水素反応から製造される水素の選択的酸化、例えばエチルベンゼンからスチレンへの反応;そして、
3)焼却プロセスからの煙道ガス放出をクリーンアップするための、メタン、エタン又は一酸化炭素の酸化
を含む。
酸化プロセスのための条件は、個々のプロセス用途に左右されるが、一般的には、約350℃〜約800℃、約40kPa〜約2030kPaであり、反応を制御するために供給流中には希釈剤、例えばN2、CO2、HOが存在する。水素は、希釈剤としても、また反応体としても存在できる。水素の選択的酸化では、酸素対H2のモル比は、約0.05:1〜約0.5:1で変えることができる。希釈剤レベルは、一般的に、炭化水素1モルあたり希釈剤約0.1〜約10モルである。例えば、蒸気対エチルベンゼンのモル比は、エチルベンゼンの脱水素中は約5:1〜約7:1であってもよい。酸化のための典型的空間速度は、約0.5〜約50hr−1 LHSVである。
実施例1
634.2gの脱イオン水、110gの15%ポリビニルアルコール(PVA)溶液及び11.1gの酢酸を容器に加えることによってスラリーを調製した。その混合物を撹拌し、それに、221.8gのジルコニア粉末を加え、次いで、272.8gのジルコニアゾルバインダーを加えた。得られた混合物を8時間粉砕した。
1,021.6gの脱イオン水、205.9gの15%PVA溶液及び21.2gの酢酸を容器に加えた。その混合物を撹拌し、そしてそれに対して、約200マイクロメートルの平均繊維長及び約3マイクロメートルの平均直径を有する、80%のAl2O3及び20%のSiO2を含むムライト繊維27.3gを加えた。次いで、426.2gのジルコニア粉末を加え、更に469.8gのジルコニアゾルバインダーを加えた。次いで、その混合物を約6時間ボール粉砕した。
1,121.7gの脱イオン水、225.5gの15%PVA溶液及び23.2gの酢酸を容器に加えることによってスラリーを作った。得られた混合物を、撹拌し、そしてそれに対して、実施例2で記載したムライト繊維を29.9g、次いでジルコニア粉末を463.9g及びジルコニアゾルバインダーを514.5g加えた。得られたスラリーを6時間ボール粉砕した。
602.8gの脱イオン水、122.5gの15%PVA溶液及び12.6gの酢酸を混合容器に加えた。その混合物を撹拌し、そしてそれに対して、約3マイクロメートルの平均繊維長及び約0.3マイクロメートルの平均直径を有するチタニア繊維を15.3g加えた。次いで、253.7gのジルコニア粉末を加え、更に279.6gのジルコニアゾルバインダーを加えた。得られたスラリーを6時間ボール粉砕した。
622.1gの脱イオン水、129gの15%PVA溶液及び13.1gの酢酸を混合容器に入れた。その混合物を、撹拌し、そしてそれに対して、実施例4で記載したチタニア繊維を35.8g、次いでジルコニア粉末を263.8g及び最後にジルコニアゾルバインダーを310.4g加えた。得られたスラリーを約6時間ボール粉砕した。スラリーは、約10重量%のチタニア繊維を含んでいた。
Claims (28)
- 内部コア;
耐火性無機酸化物、繊維成分、無機バインダーを含む外層;及び
該外層上に分散された触媒成分としてのパラジウム、金又はその両方
を含む、アルケニルアルカノエートの製造を触媒するための層状組成物。 - 該繊維成分が、無機繊維、有機繊維又はそれらの組み合わせを含む、請求項1記載の組成物。
- 該無機繊維が、ムライト、チタニア、チタン酸カリウム、アルミナ、ジルコニア、シリカ、炭化ケイ素、コージエライト、ガラス又はそれらの組み合わせを含む、請求項2記載の組成物。
- 該有機繊維が、グラファイト、炭素、ポリマー又はそれらの組み合わせを含む、請求項2記載の組成物。
- 該内部コアが、アルファアルミナ、シータアルミナ、炭化ケイ素、金属、モンモリロナイト、コージエライト、ガンマアルミナ又はそれらの組み合わせを含む、請求項1記載の組成物。
- 該外部耐火性無機酸化物が、ガンマアルミナ、デルタアルミナ、イータアルミナ、シータアルミナ、シリカ/アルミナ、ゼオライト、非ゼオライトモレキュラーシーブ、チタニア、ジルコニア、ニオビア又はそれらの組み合わせを含む、請求項1記載の組成物。
- 該無機バインダーが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、リン酸アルミニウム又はそれらの組み合わせを含む、請求項1記載の組成物。
- 該層状組成物が、約10重量%未満の衝撃破損率を有する、請求項1記載の組成物。
- 該層状組成物が、約5重量%未満の衝撃破損率を有する、請求項8記載の組成物。
- 該層状組成物が、約3重量%未満の衝撃破損率を有する、請求項9記載の組成物。
- 該外層上に分散された助触媒成分を更に含む組成物であって、該助触媒成分がアルカリ金属を含む、請求項1記載の組成物。
- 有機結合剤を更に含む、請求項1記載の組成物。
- 該有機結合剤が、ポリビニルアルコール(PVA)、ヒドロキシルプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース又はそれらの組み合わせを含む、請求項12記載の組成物。
- 該外層が、その上に1層〜約5層の追加の層を堆積させていて、それら隣接する層が、異なる無機酸化物を含む、請求項1記載の組成物。
- 該内部コアが、該外層に比べて、触媒成分に関して低い容量を有する、請求項1記載の組成物。
- アルケニルアルカノエートを製造する方法であって:
アルケン、アルカノン酸及び酸素含有ガスを含む供給を、
内部コア;及び
耐火性無機酸化物、繊維成分、無機バインダーと、該外層上に分散された触媒成分としてのパラジウム、金又はその両方とを含む外層
を含む層状組成物を含む触媒に対して接触させる工程を含む、前記方法。 - 該触媒が、触媒1リットルあたり約1〜約10gのパラジウム及び約0.5〜約10gの金を含み、かつ該金の量が、パラジウムの重量を基準として約10〜約125重量%である、請求項16記載の方法。
- 該触媒が、触媒1リットルあたり約10〜約70gの量で該外層上に分散されたカリウム含有助触媒成分を更に含む、請求項17記載の方法。
- 該内部コアが、コージエライトを含む、請求項18記載の方法。
- 該外層が、ジルコニアを含む、請求項19記載の方法。
- アルケニルアルカノエートを製造するための触媒を調製する方法であって:
外部耐火性無機酸化物、無機バインダー前駆体、繊維成分、有機結合剤及び溶媒を含むスラリーで内部コアを被覆して、外層を有する被覆されたコアを与る工程;及び
該被覆されたコアを、該外層を該内部コアに結合させて層状組成物を提供するのに充分な時間、少なくとも200℃の温度で焼成する工程
を含み、
その際、該層状組成物が、パラジウム、ロジウム、金又はそれらの組み合わせを含む少なくとも1種の触媒成分を含む、前記方法。 - パラジウム、ロジウム、金又はそれらの組み合わせを含む溶液で該外層を含浸して、含浸された外層を提供する工程;及び
該外層を焼成する工程
を更に含む、請求項21記載の方法。 - 該含浸工程が、パラジウム、ロジウム又は金のうちの2種以上の共含浸である、請求項22記載の方法。
- 該含浸工程が、パラジウム、ロジウム又は金の連続含浸である、請求項22記載の方法。
- 該含浸工程が、パラジウム及びロジウムを含む溶液による共含浸、次いで金を含む溶液による含浸を含む、請求項22記載の方法。
- 該外層を、パラジウム、ロジウム又はその両方を含む溶液で含浸する工程;
該外層を焼成する工程;及び
該外層を、金を含む溶液で含浸する工程
を更に含む、請求項22記載の方法。 - 該外層を、パラジウムを含む溶液で含浸する工程;
該外層を焼成する工程;
該外層を、ロジウムを含む溶液で含浸する工程;
該外層を焼成する工程;及び
該外層を、金を含む溶液で含浸する工程
を更に含む、請求項22記載の方法。 - 該スラリーが、パラジウム、ロジウム、金又はそれらの組み合わせを含む耐火性無機酸化物を含む、請求項21記載の方法。
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